许慧都团队在《中国科学: 化学》发表氢碘酸催化应用论文

　　南昌大学化学化工学院许慧都团队在《中国科学: 化学》发表论文《氢碘酸催化在生物质加氢脱氧过程中的应用》，系统综述了“HI-金属催化剂-H₂”和“HI-氢供体”无金属两类催化体系在生物质加氢脱氧反应中的研究进展。氢碘酸凭借强亲核性和还原性，可在温和条件下高效催化生物质氢解，部分场景还能实现无金属催化，为生物质转化为高价值化学品和生物燃料提供了高效路径，也为该领域未来发展指明了方向。

　　随着化石能源枯竭与环保需求提升，生物质作为绿色可再生资源，其替代化石资源生产高附加值产品的潜力备受关注。但生物质含氧量高达40%~50%，能量密度较低，加氢脱氧反应是提升其能量密度的关键步骤。传统加氢脱氧反应常需高温和贵金属催化剂，存在成本高、选择性不足等问题，而氢碘酸(HI)因独特的化学性质，成为解决这一难题的理想辅助试剂。

　　团队研究发现，HI在加氢脱氧反应中可同时提供酸性环境和定向还原作用，但其氧化产物碘单质(I₂)难以分离处理的问题长期制约应用。为此，科研人员开发了两类高效催化体系实现HI与I₂的原位循环：一类是“HI-金属催化剂-H₂”体系，利用Rh、Ru等贵金属或改性碳化钨(WC@MTMS)等低成本金属催化剂，促使I₂与H₂反应再生HI，可将纤维素、果糖等原料转化为2,5-二甲基四氢呋喃、5-甲基糠醛等生物燃料和精细化学品，最高收率达94.2%;另一类是“HI-氢供体”无金属体系，包括H₃PO₃-HI、FA-NaI-微波等五种具体方案，通过次磷酸、甲酸等氢供体原位还原I₂，无需金属催化剂即可完成转化，不仅降低了成本，还减少了酸用量，部分体系丙酸收率超99%，且可重复使用多次。

　　两类体系各有优势：金属催化体系适用原料广泛、反应条件温和;无金属体系成本更低、环境友好，但反应温度相对较高。机理研究表明，反应核心均为C–OH键经碘离子亲核取代转化为C–I键，再通过不同路径转化为C–H键，实现脱氧提质。

　　团队指出，未来应重点加强反应机理研究、拓展木质素等生物质全组分利用场景，并重视反应过程的环境影响与资源回收。该综述为生物质催化转化领域提供了全面的技术参考，将推动氢碘酸催化技术在绿色能源生产中的规模化应用，助力节能减排与可持续发展目标实现。